地面控制點(diǎn)：您需要多少個(gè)（檢查點(diǎn)何時(shí)足夠）？

更新時(shí)間：2023-05-18

點(diǎn)擊次數(shù)：3102

地面控制點(diǎn) (GCP) 是 GIS 和測(cè)量中的基本工具。有時(shí)不需要 GCP，例如，當(dāng)測(cè)量結(jié)果僅用于相對(duì)準(zhǔn)確性或自行評(píng)估某個(gè)區(qū)域的某些細(xì)節(jié)時(shí)。但是，當(dāng)您的航測(cè)必須具有絕對(duì)位置精度時(shí)——即地圖上的所有點(diǎn)都具有與它們所代表的地球上的點(diǎn)緊密對(duì)齊的地理位置——GCP 是幫助確保精度的一種方法。

我們什么時(shí)候需要地面控制點(diǎn)，需要多少？

要了解航測(cè)的地面控制點(diǎn)，您可以想象您的無(wú)人機(jī)地圖漂浮在它所代表的真實(shí)區(qū)域上方。在這個(gè)比喻中，細(xì)尖刺穿過(guò)地圖并在地球上精準(zhǔn)測(cè)量的點(diǎn)處刺入地面——這些點(diǎn)具有已知的 X、Y（水平軸）和 Z（垂直軸）坐標(biāo)。

如果航空測(cè)量數(shù)據(jù)未通過(guò)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué) (RTK) 或后處理運(yùn)動(dòng)學(xué) (PPK) 方法進(jìn)行校正，則 GCP 需要在您的測(cè)量區(qū)域周?chē)l繁存在，以便地圖結(jié)果比獨(dú)立 GPS 更精準(zhǔn)- 等級(jí)精度（幾米）。

另一種需要如此多 GCP 的情況是，如果無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)應(yīng)與現(xiàn)有的地面測(cè)量值或自定義坐標(biāo)系對(duì)齊，而沒(méi)有可用的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。

地面控制點(diǎn)標(biāo)記地球上的一個(gè)精準(zhǔn)點(diǎn)。它們可以放置在已知點(diǎn)上，或建立更精準(zhǔn)的位置，接收器將根據(jù) GCP 中心以 RTK 模式記錄其位置數(shù)小時(shí)或數(shù)分鐘。

為了更好地理解點(diǎn)分布，想象一下需要頂部重量平衡的桌子。如果重量不平衡，它就會(huì)傾斜，如果它們相距太遠(yuǎn)，它就會(huì)變?nèi)酢＞鶆蚍植嫉?GCP 為您提供強(qiáng)大的模型。區(qū)域越大越復(fù)雜，需要的 GCP 就越多。

對(duì)于較大的調(diào)查，這可能是勞動(dòng)密集型的——不僅要精準(zhǔn)放置點(diǎn)，還要確保在調(diào)查期間沒(méi)有任何事情發(fā)生。因此 RTK 和 PPK 無(wú)人機(jī)有效載荷的繁榮。當(dāng)您使用配備 RTK 或 PPK 的無(wú)人機(jī)飛行時(shí)，您不需要那么多 GCP。事實(shí)上，如果您的設(shè)備可靠，您可能不需要任何設(shè)備，我們稍后會(huì)談到。

GCP 充當(dāng)附加的安全層，確保您的測(cè)繪輸出與實(shí)際的地心坐標(biāo)一致。

請(qǐng)務(wù)必注意，GCP 是后處理輸出不要少的一部分，地圖結(jié)果將進(jìn)行調(diào)整以適合您放置、捕獲并“告訴"軟件遵守的真實(shí)地面點(diǎn)。事實(shí)上，GCP 在精準(zhǔn)性方面需要成為wangneng的zhenli，因?yàn)樗鼈兪且粋€(gè)限制因素，甚至可以拉伸地圖以服從它們的位置。讓我們看看如何確保它們盡可能接近現(xiàn)實(shí)。

GCP 和檢查點(diǎn)之間的主要區(qū)別

GCP（左）和檢查點(diǎn)（右）之間的區(qū)別出現(xiàn)在無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)的處理階段。如果您將地圖位置點(diǎn)定為 GCP，該軟件將連接甚至移動(dòng)這些地圖點(diǎn)，使其與它們所代表的地球上已知點(diǎn)保持一致。另一方面，檢查點(diǎn)是無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)定位點(diǎn)，您可以將其與已知點(diǎn)進(jìn)行比較，以檢查與地球上已驗(yàn)證的數(shù)據(jù)相比的精準(zhǔn)性。

什么是攝影測(cè)量中的地面控制點(diǎn)？

地面控制點(diǎn) (GCP) 是地面上具有與其關(guān)聯(lián)的精確已知位置的位置。

在攝影測(cè)量中，它們用于將地圖與地球聯(lián)系起來(lái)——將無(wú)人機(jī)位置數(shù)據(jù)與地面測(cè)量的位置數(shù)據(jù)相匹配。

如果無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)和地面數(shù)據(jù)的定位精度存在差異，航拍地圖將在后處理過(guò)程中被拉伸以綁定到 GCP。

請(qǐng)務(wù)必注意，GCP 與檢查點(diǎn)不同，檢查點(diǎn)用于后處理，通過(guò)對(duì)照調(diào)查期間捕獲的地球上已知點(diǎn)檢查地圖來(lái)驗(yàn)證精準(zhǔn)性。

無(wú)人機(jī)測(cè)繪的地面控制點(diǎn)——最佳實(shí)踐

用于無(wú)人機(jī)測(cè)繪的實(shí)際地面控制點(diǎn)是理想耐用的材料塊，平均面積為 30 平方英寸（1 平方英尺），并具有清晰的顏色圖案，可以在航測(cè)照片中顯示它們的確切中心。它們采用啞光處理以防止眩光，并標(biāo)有高對(duì)比度的顏色，例如白色和黑色、黃色和黑色，或亮綠色和粉色。這些正方形的中心與地面上已知的一個(gè)精確點(diǎn)對(duì)齊，因?yàn)樗呀?jīng)通過(guò)精確校準(zhǔn)到地球上該位置的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行了測(cè)量。

地面標(biāo)記有什么區(qū)別？

像左邊那個(gè)這樣的方形瓷磚效果好。其他例子沒(méi)有。為什么？假設(shè)您在 X GCP 配置的中間有一個(gè) 3 厘米（1.2 英寸）的目標(biāo)區(qū)域，或者在測(cè)地點(diǎn)周?chē)L制的圓圈中有更大的目標(biāo)區(qū)域。這引入了足夠的空間來(lái)產(chǎn)生選擇錯(cuò)誤，尤其是當(dāng)您的分辨率高于每像素 3 厘米時(shí)。在 Pix4D 報(bào)告中，這被稱(chēng)為“投影誤差"，它估計(jì)處理數(shù)據(jù)的人在包含它的多個(gè)圖像上選擇精確 GCP 點(diǎn)的程度。它不應(yīng)超過(guò)一個(gè)像素。這個(gè)錯(cuò)誤被計(jì)入最終的映射精度。

一些測(cè)量員可能更喜歡在地面上噴漆線(xiàn)，因?yàn)樗麄兘?jīng)常返回現(xiàn)場(chǎng)并且需要更持久的地面控制。建議在這種情況下不要使用 X 模式，而是使用 L 模式以標(biāo)記精準(zhǔn)的點(diǎn)。有時(shí)，地標(biāo)可能很想用作 GCP，例如建筑物的一角或井蓋的頂部。然而，陰影和缺乏對(duì)比度會(huì)使這些點(diǎn)很難找到所需的確切點(diǎn)。在任何情況下，您都需要確保物理 GCP 上的點(diǎn)與Z低圖像分辨率一樣清晰。

如何為攝影測(cè)量建立地面控制點(diǎn)

- 確定您的調(diào)查區(qū)域并定位外部周?chē)狞c(diǎn)，但不要太靠近邊緣，以便多個(gè)圖像捕獲同一點(diǎn)。

- 如果您不使用 PPK 或 RTK 有效載荷飛行，請(qǐng)?jiān)谡麄€(gè)測(cè)繪區(qū)域頻繁放置地面控制，避免直線(xiàn)并均勻覆蓋空間，確保放置在所有高度。

- 如果您使用 PPK 或 RTK 有效載荷飛行，那么一平方英里（2 平方公里）不需要超過(guò) 4-5 個(gè) GCP，只要確保放置它們以表示地形的任何波動(dòng)（如果適用），即向上高低。

- 確保每個(gè) GCP 都在平坦的表面上，重量很重，不會(huì)移動(dòng)（在地面上涂漆就足夠了），并且是無(wú)光澤的，以清晰的角或中心為點(diǎn)。

- 使用合適的地面測(cè)量方法測(cè)量每個(gè)點(diǎn)，至少達(dá)到您想要評(píng)估的精度（例如，RTK 模式下的 GNSS 流動(dòng)站、靜態(tài) GNSS 測(cè)量或測(cè)速儀測(cè)量）。